近日，以“創(chuàng)芯生態(tài) 碳索未來(lái)”為主題的第七屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會(huì)展中心舉行。本屆論壇由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）聯(lián)合主辦，北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦。

 

期間，“氮化鎵功率器件“分會(huì)上，美國(guó)Analog 設(shè)備公司IC電源控制組設(shè)計(jì)工程師張薇葭做了題為”基于直接鍵合工藝液冷散熱技術(shù)的緊湊型氮化鎵功率模塊設(shè)計(jì)及其熱學(xué)模型研究“的線上主題報(bào)告。隨著氮化鎵(GaN) HEMT 器件在光伏逆變器，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，電動(dòng)車輛等工業(yè)領(lǐng)域中逐漸得到應(yīng)用，氮化鎵器件得以快速發(fā)展并帶動(dòng)氮化鎵產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。常見的封裝類型涵蓋傳統(tǒng)通孔式封裝（如TO系列），引腳表面貼裝以及無(wú)引腳 DFN,QFN,LGA,BGA 等封裝。為進(jìn)一步減小寄生電感，GaN功率模塊引入了將驅(qū)動(dòng)電路和GaN HEMT集成封裝的方案。此方案雖進(jìn)一步減小模塊體積以及提升功率密度，但其導(dǎo)致模塊溫度大幅提高最終引發(fā)模塊中的熱擊穿，或?qū)⒔档拖到y(tǒng)可靠性。因此優(yōu)化封裝中，減小寄生和提升散熱效率已成為提升功率模塊性能和可靠性的關(guān)鍵?，F(xiàn)行主流德州儀器開發(fā)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般針對(duì)LGA或BGA封裝，以最小化寄生電感和寄生電阻。在沒有散熱器的場(chǎng)景下，熱耗散的唯一渠道是通過(guò)器件和PCB與外部環(huán)境對(duì)流。

結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)與具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析，研究提出新型GaN模塊設(shè)計(jì)使用低溫(200 °C)無(wú)壓銀燒結(jié)，將GaN功率模塊直接鍵合在定制熱交換器上以大幅增加熱耗散效率以提高模塊性能。 報(bào)告指出，基于直接鍵合工藝液冷散熱技術(shù)的緊湊型氮化鎵功率模塊方案可進(jìn)一步優(yōu)化封裝熱阻和寄生電感并減小PCB板的面積，從而實(shí)現(xiàn)高速裝換并有效減小動(dòng)態(tài)損耗。研究將進(jìn)一步比較其他的GaN模塊封裝方案及討論其在電動(dòng)車輛等工業(yè)領(lǐng)域中的前景。

 

 

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